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美加州工学院研发出紧凑型高分辨率显微镜

展会前线中国仪表网2008年08月06日 09:03人气:460

    这种微型显微镜没有镜片,但却具有高质量光学显微镜的放大倍率。将其安装于芯片上,所组成的小型装置(或称微型显微镜芯片)能够用于现场分析血样中的疟原虫或检测水中的贾第虫(giar-dia)和其他病原体。 
    微型显微镜芯片将传统的计算机芯片技术与微流体技术相结合,大小如同25美分的硬币,其物体成像部分只有硬币上华盛顿头像的鼻子大小。微型显微镜研发人员、加州工学院电子工程和生物工程助理教授杨长辉(音译)表示,整个装置十分紧凑,可以安装在手机上并利用阳光照明,极其适合应用于发展中国家。 
    杨长辉表示,显微镜自16世纪问世后,其基本设计没有什么变化,同时小型化的价格昂贵。新设计的微型显微镜采用了不同的原理,从而摆脱了透镜和庞大光学元件。 
    微型显微镜芯片的构造十分简单。研究人员在研制中,首先在电荷耦合器件(CCD)感应器栅格上镀一层金属膜,然后在金属膜表面打上一排直径小于1微米的小斜孔,孔间相距5微米。每个小孔对应于传感器阵列的一个像素,在金属和传感器阵列上方还安装了微流体通道,该通道将使含有样品的液体水平流过金属面上的小孔。整个芯片从上部照明,且太阳光就可满足要求。细胞或个头较小的有机体依序经过各个小孔时,遮挡住了从上部穿过小孔而射入下部传感器的光线,从而产生了包括光亮和阴影的图像系列,类似针孔相机的成像结果。由于小孔有点倾斜,图像会出现微小重叠。当把所有的图像连接起来时,便可获得十分清晰的细胞或个头较小的有机体的二维图像。 
    杨长辉目前正在和多家生物技术公司商谈商业化生产微型显微镜芯片事宜,其大规模生产的成本只需10美元。根据用户需求,微型显微芯片可以有不同类型以适用于各种平台。例如偏远地区的健康检查人员可以携带便宜、紧凑的产品来检测疟原虫;军队士兵可以在战场上使用一次性的微型显微镜芯片产品。芯片研究参与者崔熙泉(音译)说,在一块芯片上能够集成成百上千个微流显微镜,从而允许同时成像和分析样品液体中的多个有机体。 
    未来,微型显微镜芯片有望镶嵌入能移植进人体内的微型仪器中。杨长辉认为,可移植的微型显微镜分析系统能自动筛选和隔离在循环血液中漂流的癌细胞,从而提供重要的诊断信息和帮助阻止癌症扩散。
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